導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 礦山安全論文>>正文

郭莊煤礦絳河水體下綜放安全開采工程實踐

文檔作者：王志山文檔來源：山西潞安郭莊煤業(yè)有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月25日
下載地址：點擊這里	文件大小： 1.38 MB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預(yù)覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?.38 MB 共3頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：煤礦用非金屬瓦斯抽放管安全技術(shù)標準試驗…

上一篇：煤礦井下臨時瓦斯抽放泵站安全監(jiān)控裝置設(shè)…

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

第5期
2014年10月
礦 山 測 量
MINE SURVEYlNG
NO．5
0ct．20l4
doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．05．23
郭莊煤礦絳河水體下綜放安全開采工程實踐
王志山
(山西潞安郭莊煤業(yè)有限責任公司，山西屯留046100)
摘要：郭莊煤礦2309工作面開采面臨地表絳河水體的威脅，文中在分析開采工作面水文地質(zhì)條件的
基礎(chǔ)上，通過實測與數(shù)值模擬研究了綜放開采導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育規(guī)律，計算了2309工作面水體下綜放
開采所需防水安全煤巖柱尺寸，評價了水體下開采安全性以及可靠性，并通過制定詳細的安全開采
技術(shù)措施和防治水措施保證了水體下綜放安全開采。開采實踐表明，工作面涌水未見異常增加．實
現(xiàn)了地表水體下綜放安全開采。
關(guān)鍵詞：水體下采煤；綜采放頂煤；導(dǎo)水裂縫帶；安全
中圖分類號：TD823．83 文獻標識碼：B 文章編號：1001—358X(2014)05—0079—03
隨著礦井常規(guī)可采資源的枯竭，三下壓煤(建筑
物、鐵路、水體)已成為制約礦井發(fā)展的瓶頸。如何
將這部分呆滯資源安全開采已成為延續(xù)礦井生命的
支撐命題。其中水體下采煤關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)，
是礦井面臨的技術(shù)難題之一 。J。煤層開采后頂板
覆巖破壞，可能導(dǎo)通地表水體與井下開采空間，為水
體F安全開采帶來了隱患，特別是綜放開采方法一
次采全高，開采強度大，導(dǎo)水裂縫帶充分發(fā)育，不利
于水體下安全開采。郭莊煤礦2309工作面地表有
絳河流過，采用綜放一次采全高開采工藝，通過分析
研究并采取二r 程技術(shù)措施，實現(xiàn)了地表水體下安全
開采，為類似T程提供參考。
1 地質(zhì)情況及開采條件
郭莊煤礦是潞安集團 屬一座現(xiàn)代化礦井，生
產(chǎn)能力180萬t／a，開采二迭系下統(tǒng)山西組3#煤層，
厚約6 m，傾角lO～l8。，采用一次采全高綜采低位
放頂煤采煤方法，全部陷落法管理頂板。頂板由泥
巖、砂泥巖、中細砂巖等交互沉積而成，覆巖結(jié)構(gòu)為
中至堅硬類型。
絳河為濁漳河南源支流，流量約0．1～0．9 rn ／s．開
采區(qū)域河床最低標高+905 m，河床下煤層最高開采
標高為+540 m。本區(qū)松散層厚約50 m。2309工作
面井上下對照如圖l所示。
， —
一 一— — — —
— —
— — —
～ — 廿■ — 二 ／／
／ — ———一 — 一 ，／7 7／
＼ —一 一 弱r —-一 毳 、一 二譬，毒 ／ ／／／／ —／一驀 ／
Dp26 一 ／， 作曲 ／ 恐 ／ 『／
／ ／ {
r ／ 一．——— 《—— ／ ／． 3／0 )瓦排咎／／ ／ ／
¨ ： k／ ， ／ ／ ／ ＼＼
_ 耵／ 一 ／ 蹴 苴順槽 ／
／ ／ ／ ／
2 綜放覆巖破壞高度分析
圖1 2309工作面井上下對照圖
垮落帶和裂縫帶構(gòu)成的導(dǎo)水裂縫帶的高低決定
2．1 采場覆巖破壞結(jié)構(gòu)
工作面開挖卸荷導(dǎo)致周圍巖體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變
化并重新分布，應(yīng)力分布直至達到新的平衡。形成
垮落帶、裂縫帶、彎曲帶。
了采場涌水量的大小及安全生產(chǎn)能否實現(xiàn)。
2．2 綜放開采覆巖破壞高度
煤層開采覆巖破壞高度已經(jīng)進行了大量的研
究，但綜放開采目前為止還沒有一個完善的導(dǎo)水裂
縫帶發(fā)育高度預(yù)測方法，通常是根據(jù)實測資料加以
79
第5期 礦 山 測 量 20l4年lO月
分析類比和數(shù)值模擬方法確定。
本礦井相鄰的高河煤礦、王莊煤礦相似采煤條
件下綜放開采導(dǎo)水裂縫帶高度觀測結(jié)果如表1所
示。
表l 綜放開采導(dǎo)水裂縫帶實測資料
運用RFPA來進行數(shù)值模擬，其優(yōu)點可以直觀
模擬巖層隨工作面推進垮落破斷全過程。采用平面
應(yīng)變模型模擬2309綜放工作面覆巖垮落破壞過程。
模型沿水平方向取300 m，鉛垂方向取180 m，底部
至3#煤層老底。采高為一次采全厚6 In，開采強度
為4 m／d，頂板覆巖破斷部分過程如圖2所示。
a．工作而推進56m(初次來壓)
h．T作面推進88m
圖2 覆巖破壞動態(tài)過程
通過綜合實測及數(shù)值模擬結(jié)果分析知：厚煤層
綜采放頂煤開采情況下頂板覆巖破壞發(fā)育較高，導(dǎo)
水裂縫帶高度約為煤層采厚的20倍。綜合表1實
測資料，獲取導(dǎo)水裂縫帶最大高度經(jīng)驗公式如下：
H1
．
= 20．2 M +10 (1)
式中： 為煤層一次采放有效厚度(m)。
上式可以用于計算郭莊煤礦3#厚煤層綜放一次
采全高導(dǎo)水裂縫帶最大發(fā)育高度，作為2309工作面
地表河流水體下采煤防水安全煤巖柱的留設(shè)依據(jù)。
3 水體下綜放安全開采分析
本區(qū)新生界松散含水層覆蓋厚度大，中等至強
富水性，基巖風(fēng)化帶發(fā)育較深，富水性中等，留設(shè)防
水煤巖柱時應(yīng)考慮基巖風(fēng)化帶深度? 。根據(jù)公式
(1)計算綜放一次采全高導(dǎo)水裂縫帶最大高度，同時
參考比較《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)
與壓煤開采規(guī)程》堅硬覆巖導(dǎo)水裂縫帶計算經(jīng)驗公
式? 。
取3#煤層一次采放有效采厚6 m做為計算導(dǎo)水
裂縫帶高度和保護煤柱的依據(jù)，綜放開采所需防水
煤巖柱尺寸如表2所示。
可以看出規(guī)程所推薦公式均是基于普采或者厚
煤層分層開采條件下累計采厚計算，導(dǎo)水裂縫帶發(fā)
育高度結(jié)果偏小，并不能客觀反映綜放一次采全高
開采工藝條件下覆巖導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育狀況，不適宜
計算綜放開采條件下導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度。2309工
表2 2309工作面絳河下防水安全煤巖柱尺寸
注：保護層Hb取3倍采厚，強風(fēng)化帶深度根據(jù)勘探地質(zhì)報告資料取50 in，其中② 和③ 為規(guī)程經(jīng)驗公式。
作面絳河下綜放一次采全高防水安全煤巖柱尺寸如 性，同時在3彝煤層頂板上120．6 m、175 m、189 m分
圖3所示。 別有厚度為28．9 m、11．2 m和15．3 m的厚層泥巖
2309工作面綜放一次采全高有效采厚取6 m
時，其最大導(dǎo)水裂縫帶高度約為132 m，河下開采所
需防水安全煤巖柱尺寸約為200 m，工作面3#煤層
頂板上正河床下基巖柱最小厚度約為309 m，在保護
層上、風(fēng)化帶下尚有109 m巖柱仍保持其原始滲透
80
存在，有利于抑制3#煤層采后導(dǎo)水裂縫帶高度向上
擴展和上覆水體下滲，地表水體下綜放開采是安全
可行的。2309工作面開采區(qū)域未揭露大型斷裂構(gòu)
造，僅在生產(chǎn)巷道掘進過程中揭露3個小型斷層，落
差小于1．5 m，工作面區(qū)域構(gòu)造類型比較簡單，對地
第5期 王志山：郭莊煤礦絳河水體下綜放安全開采工程實踐 2014年10月
圖3 2309工作面防水安全煤巖柱
表水體下煤層的安全開采比較有利。
4 水體下開采安全技術(shù)措施及工程實踐
為保證工作面安全生產(chǎn)，工作面開采前制定了
詳細的安全開采技術(shù)措施和防治水措施，其中主要
包括：(1)加強對地質(zhì)構(gòu)造的探測與防治；(2)預(yù)先對頂
板富水區(qū)進行疏放水；(3)加強對頂板管理，預(yù)防局部
抽冒；(4)對鉆孔導(dǎo)水加強防治；(5)JJl大工作面排水能
力，保證礦井抗災(zāi)強排能力；(6)對相應(yīng)采動對象制定
了監(jiān)測措施，包括水文觀測(地表水、各含水層水位，
井下涌水量及水質(zhì))、覆巖破壞觀測及地表沉陷觀測
等。
2309工作面為郭莊煤礦水體下首個采用綜放開
采工藝的工作面，于2012年8月～2014年6月安全
渡過了絳河下區(qū)域，如圖1所示。工作面正常涌水
量為10～30 m ／h，井下工作面涌水量未出現(xiàn)明顯變
化。水源主要是煤系地層頂板砂巖裂隙水，證實導(dǎo)
水裂縫帶結(jié)果數(shù)據(jù)是準確合理的，工作面涌水與地
表水沒有發(fā)生水力聯(lián)系，地表水體未通過導(dǎo)水裂縫
帶或者地裂縫滲入井下采掘空間。觀測結(jié)果表明過
境河流水體未出現(xiàn)明顯漏失，采后地表下沉盆地積
水最深達到2～4 m。
、 ≯ 、
(上接第3l頁)
[5] 唐華林，周麗蕓，范沖．基于Google Earth與SketchUp
的3維數(shù)字校園[J]．測繪與空間地理信息，201 l，34
(5)：182—184．
[6] 魯英燦，康玉芬．SketchUp設(shè)計大師[M]．北京：清華大
學(xué)出版社，2011．
[7] 黃皖毅，林紫峰，章皖秋，等．基于Google SketchUp與
5 結(jié) 論
理論分析與工程實踐表明，2309工作面地表水
體下綜放開采是安全可行的，解放了水體下壓覆的
煤炭資源，同時實現(xiàn)了高產(chǎn)高效開采，簡化了開采工
藝，提高了生產(chǎn)效率，為本井田內(nèi)其他水體下采煤工
程進行提供了科學(xué)依據(jù)，同時對其他礦區(qū)類似條件
壓煤開采具有重要的參考借鑒作用。
參考文獻：
[1] 國家煤炭工業(yè)局．《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱
留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》[M]． 北京：煤炭工業(yè)出版社，
2000．
[2] 滕永海，高德福，朱偉，等．水體下采煤fM]．北京：煤
炭工業(yè)出版社．2012．
[3] 楊建立，滕永海．綜采放頂煤導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育規(guī)律分
析[J]．煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37(12)：100—102．
[4] 王獻輝，李強，馮國才，等．大平煤礦水庫下首采面綜放
開采安全分析[J]．煤炭科學(xué)技術(shù)，2005，33(10)：32—
34．
[5] 武雄，于青春，汪小剛，等．地表水體下煤炭資源開采
研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2006，25(5)：1030—
1035．
[6] 孟凡和．龍口礦區(qū)海下采煤技術(shù)研究與實踐[J]．煤炭
科學(xué)技術(shù)，2006，34(2)：19～21．
[7] 朱偉，滕永海．漳河水庫下綜放開采技術(shù)研究[J]．煤
炭科學(xué)技術(shù)，2012，40(9)：13—15，67．
[8] 疏開生．微山湖下采煤的試驗與研究[J]．煤炭科學(xué)技
術(shù)，l992，20(7)：44—49．
作者簡介：王志山(1982一)，男，山西屯留人，現(xiàn)在山西潞安
郭莊煤業(yè)有限責任公司工作，副總工程師，主要從事礦山地
質(zhì)、防治水工作。
(收稿日期：2014一O7—15)
Google Earth的校園3維實現(xiàn)f J]．測繪與空間地理信
息，2011，34(1)：100—104．
作者簡介：孫磊(1991一)，男，西北民族大學(xué)土木工程專業(yè)
本科在讀。
(收稿日期：2014—06～12)
81

網(wǎng)友評論 more

礦山安全論文最新內(nèi)容

10-05